深井救援器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深井、礦井、工廠煙筒、工地地粧、懸崖陡坡等類似深井環(huán)境中，對(duì)被困人員實(shí)施救援的深井救援器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已有的井下救援器均采用以下三種方式實(shí)現(xiàn):第一種是通過硬質(zhì)桿狀物引導(dǎo)繩索拴住井下被困人員手腕部位實(shí)施救援，第二種是通過鉗夾或者索套井下被困人員胸腹部位的方式夾住被困人員實(shí)施救援，第三種是通過三角架、繩索等將救援人員送下深井實(shí)施救援。但這三種救援方式都存在較大缺陷:第一種救援方式，因?yàn)椴捎糜操|(zhì)桿狀物引導(dǎo)繩索拴住井下被困人員手腕部位，主要適用于井口較大且井深較淺的救援工作中，否則因?yàn)楣饩€、視線等問題而觀察不到井下的操作，特別是硬質(zhì)桿狀物長(zhǎng)度不夠而不能使用。第二種救援方式，當(dāng)被困人員在失足跌下深井時(shí)，很可能造成肋骨斷裂或其它重要器官破裂等內(nèi)傷，此時(shí)若采取通過鉗夾或者索套被困人員胸腹部位的方式救援，對(duì)被困人員造成二次傷害的機(jī)率極大，甚至致命。再則如對(duì)被困人員胸腹部位進(jìn)行鉗夾或者索套施壓的力度掌握不好，將很容易造成被困人員窒息死亡。如果因?yàn)榫仍斐杀焕藛T死亡，即使將被困人員救出，救援工作仍是失敗的。第三種救援方式，當(dāng)井口較小、井深較深、井下環(huán)境復(fù)雜時(shí)，救援人員直接下井救援，其自身安全難以保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決深井救援過程中，現(xiàn)有井下救援器深入井下工作距離短，且極易對(duì)被困人員造成二次傷害，救援人員安全易受威脅等問題，本發(fā)明提供一種深井救援器。該深井救援器采用三個(gè)鉗夾結(jié)構(gòu)，通過模仿人類胳膊和手部的仿生結(jié)構(gòu)，并模仿“托住人體腋下向上托舉”的仿生動(dòng)作進(jìn)行救援。在救援過程中對(duì)被困人員腋下及肩部進(jìn)行鉗夾，從而避免對(duì)深井中被困人員造成致命傷害。同時(shí)本發(fā)明通過視頻監(jiān)控、語音對(duì)講以及對(duì)電機(jī)負(fù)載電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可對(duì)救援器自身工作情況和井下環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。救援人員不用冒著生命危險(xiǎn)下井，就能夠?qū)⒈焕藛T成功救出。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:通過便攜式計(jì)算機(jī)中安裝的深井救援器綜合管理平臺(tái)軟件和紅外云臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，將控制信號(hào)、音視頻信號(hào)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成RJ45接口信號(hào)，通過井上電力線通訊調(diào)制解調(diào)器和井下電力線通訊調(diào)制解調(diào)器完成RJ45接口信號(hào)與電力線信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，井上通過一根自承式雙絞線電纜向井下供電的同時(shí)進(jìn)行電力線信號(hào)的傳輸，實(shí)現(xiàn)井上與井下控制信號(hào)、音視頻信號(hào)的傳輸。自承式雙絞線電纜井上采用220V發(fā)電機(jī)供電，當(dāng)去除線損后井下負(fù)載電壓在110V以上時(shí)，深井救援器均能正常工作(目前設(shè)計(jì)可在300米以內(nèi)的深井中對(duì)被困人員進(jìn)行救援)。井下仿生機(jī)械部分是由一個(gè)機(jī)械手臂和其下方固定的兩個(gè)機(jī)械抓手，共三個(gè)鉗夾結(jié)構(gòu)組成。機(jī)械手臂是由一個(gè)機(jī)械手臂水平電動(dòng)推桿與機(jī)械手臂作用臂①、機(jī)械手臂作用臂②組成“A”字型鉗夾結(jié)構(gòu)。機(jī)械抓手共兩個(gè)，其結(jié)構(gòu)相同，由連接板、機(jī)械抓手水平電動(dòng)推桿、兩個(gè)機(jī)械抓手作用臂組成，位于機(jī)械手臂下方，機(jī)械抓手的鉗夾方向與機(jī)械手臂的鉗夾方向垂直，通過連接板將兩個(gè)機(jī)械抓手分別與機(jī)械手臂的兩個(gè)作用臂底端連接固定。機(jī)械抓手水平電動(dòng)推桿與機(jī)械抓手作用臂①、機(jī)械抓手作用臂②組成“A”字型鉗夾結(jié)構(gòu)。垂直電動(dòng)推桿頂端與連接板連接固定，且垂直電動(dòng)推桿伸縮方向朝下，輔助機(jī)械抓手的“A”字型鉗夾結(jié)構(gòu)鉗夾的更加牢固。當(dāng)井下網(wǎng)絡(luò)繼電器接收到控制信號(hào)后，會(huì)根據(jù)信號(hào)要求改變機(jī)械手臂水平電動(dòng)推桿(或機(jī)械抓手水平電動(dòng)推桿、垂直電動(dòng)推桿)的供電電流方向，改變兩個(gè)機(jī)械手臂作用臂(或兩個(gè)機(jī)械抓手作用臂)的張合角度，從而完成機(jī)械手臂(或機(jī)械抓手)的張合鉗夾動(dòng)作。救援過程中，機(jī)械抓手的兩個(gè)作用臂分別從被困人員上方朝下，通過肩部在被困人員腋下交叉，并夾住被困人員左、右兩側(cè)腋下，同時(shí)伸展機(jī)械抓手上的垂直電動(dòng)推桿，將被困人員肩部至腋下緊緊抓抱住。機(jī)械手臂主要用于控制下方兩個(gè)機(jī)械抓手之間的距離，提供一個(gè)居中的力，促使兩個(gè)機(jī)械抓手抓的更加牢固，從而完成整個(gè)“抓抱”動(dòng)作。救援過程中只對(duì)被困人員肩部和腋下向上用力，不會(huì)對(duì)人的胸、腹部施加壓力，避免對(duì)被困人員造成致命的二次傷害。最終完成“抓抱”動(dòng)作后，通過井上救援三角架完成對(duì)被困人員向井上提升的動(dòng)作，從而達(dá)到能夠安全的將被困人員救出的目的。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，可以通過便攜式計(jì)算機(jī)上安裝的深井救援器綜合管理平臺(tái)軟件觀察井下視頻圖像，井上救援人員可以與井下被困人員進(jìn)行語音對(duì)講，為救援工作提供輔助作用。通過井上井下通信信號(hào)的轉(zhuǎn)換，將深井救援工作距離延深至300米(實(shí)際只要自承式雙絞線和三角架鋼絲繩足夠長(zhǎng)，且負(fù)載電壓在110V至240V之間均可正常使用)。井下機(jī)械部分采用一個(gè)機(jī)械手臂、兩個(gè)機(jī)械抓手組成的仿生結(jié)構(gòu)，對(duì)被困人員肩部和腋下進(jìn)行鉗夾“抓抱”，從而安全的將被困深井人員救出，避免對(duì)被困人員胸腹部位鉗夾而造成二次傷害。
【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0007]圖1是本發(fā)明的原理圖
[0008]圖2是井下仿生機(jī)械部分的縱剖面構(gòu)造圖。
[0009]圖3是井下仿生機(jī)械部分(11)機(jī)械手臂的縱剖面構(gòu)造圖。
[0010]圖4是井下仿生機(jī)械部分(12)機(jī)械抓手垂直旋轉(zhuǎn)90度后的縱剖面構(gòu)造圖。
[0011]圖中⑴便攜式計(jì)算機(jī)，(2)深井救援器綜合管理平臺(tái)軟件，(3)USB控制手柄，(4)井上電力線通訊調(diào)制解調(diào)器，(5)自承式雙絞線電纜，(6)井下電力線通訊調(diào)制解調(diào)器，(7)紅外云臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，⑶網(wǎng)絡(luò)繼電控制器，(9)電流監(jiān)測(cè)器，(10)穩(wěn)壓電源，(11)機(jī)械手臂，(12)機(jī)械抓手，(13)機(jī)械手臂水平電動(dòng)推桿，(14)彈簧，(15)承重鉤掛環(huán)，(16)話筒，
(17)平推軸承外承重罩，(18)設(shè)備箱，(19)平推軸承，(20)減速電機(jī)，(21)白光燈，(22)自承式雙絞線電纜鉤掛環(huán)，(23)救援三角架，(24)自承式雙絞線電纜線盤，(25)自承式雙絞線電纜鋼絲繩井下端自鎖式掛鉤，(26)發(fā)電機(jī)，(27)機(jī)械抓手水平電動(dòng)推桿，(28)垂直電動(dòng)推桿，(29)機(jī)械手臂作用臂①，(30)機(jī)械手臂作用臂②，(31)機(jī)械抓手作用臂①，(32)機(jī)械抓手作用臂②，(33)連接板。
【具體實(shí)施方式】
[0012]該深井救援器由井上操作及監(jiān)視部分、自承式電纜及提升部分、井下仿生機(jī)械部分組成。
[0013]井上操作及監(jiān)視部分:由(1)便攜式計(jì)算機(jī)、(2)深井救援器綜合管理平臺(tái)軟件(安裝于便攜式計(jì)算機(jī)中)、(3)USB控制手柄、(4)井上電力線通訊調(diào)制解調(diào)器、(6)井下電力線通訊調(diào)制解調(diào)器、(7)紅外云臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、(16)話筒組成。通過(1)便攜式計(jì)算機(jī)上安裝的(2)深井救援器綜合管理平臺(tái)軟件，將井下各設(shè)備運(yùn)行情況、井下救援視頻在(1)便攜式計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行顯示。通過(2)深井救援器綜合管理平臺(tái)軟件將(3)USB控制手柄的控制信號(hào)和(16)話筒音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為RJ45接口信號(hào)。通過(7)紅外云臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將采集到井下的音頻、視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為RJ45接口信號(hào)，通過(4)井上電力線通訊調(diào)制解調(diào)器、(6)井下電力線通訊調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)RJ45接口信號(hào)與電力線信號(hào)相互轉(zhuǎn)換。再通過
(5)自承式雙絞線電纜向井下設(shè)備供電的同時(shí)，向井下傳輸控制信號(hào)和音頻信號(hào)，向井上傳輸監(jiān)視視頻信號(hào)、各設(shè)備運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)信號(hào)。通過(7)紅外云臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)自帶的外放音頻的功能，實(shí)時(shí)播放井上傳下來通過(16)話筒采集的音頻對(duì)講信號(hào)。
[0014]自承式電纜及提升部分:由(5)自承式雙絞線電纜、(15)承重鉤掛環(huán)、(22)自承式雙絞線電纜鉤掛環(huán)、(23)救援三角架、(24)自承式雙絞線電纜線盤、(25)自承式雙絞線電纜鋼絲繩井下端自鎖式掛鉤、(26)發(fā)電機(jī)供電組成。(5)自承式雙絞線電纜是兩芯雙絞線和一根承重鋼絲組成的一根電纜線，是井下設(shè)備供電和控制信號(hào)、反饋信號(hào)、監(jiān)控視頻、語音對(duì)講信號(hào)、電流監(jiān)測(cè)等信號(hào)傳輸介質(zhì)。平時(shí)盤手(23)自承式雙絞線電纜線盤中，使用時(shí)拉展開，將(25)自承式雙絞線電纜鋼絲繩井下端自鎖式掛鉤掛接在深井救援器頂部的
(22)自承式雙絞線電纜鉤掛環(huán)上。救援過程中，(23)救援三角架安放在井口上方，通過
(23)救援三角架的鋼絲繩與深井救援器頂部的(15)承重鉤掛環(huán)連接，當(dāng)井下的深井救援器